Secondary plant substances

Wissenschaftler haben schon immer die Natur als Inspirationsquelle für mögliche Medikamente benutzt. ASS entstammt ursprünglich aus der Rinde von Weidenbäumen, Schmerztabletten stammen aus dem getrockneten Milchsaft des Schlafmohns und das gewisse Krebsmedikamente werden aus der pazifischen Eibe gewonnen.

Viele andere Medikamente sind Weiterentwicklungen von Molekülen, die man in der Natur findet. Beispielsweise wurde das älteste natürlich vorkommende Antibiotikum durch das Anhängen von Molekülstrukturen immer weiterentwickelt und somit neue Antibiotika generiert.

Das Ausmaß der Gesundheitseffekte ist grundsätzlich abhängig von der Menge, die aufgenommen wird. Ein gängiges Problem beim Verzehr von pflanzlichen Lebensmitteln ist die Bioverfügbarkeit der Inhaltsstoffe. Das betrifft nicht nur sekundäre Pflanzenstoffe, sondern auch Eisen oder beispielsweise Proteine. Letztere sind in tierischen Produkten deutlich leichter aufzunehmen für unseren Körper.

Sekundäre Pflanzenstoffe sind chemische Verbindungen, die in Pflanzen vorkommen und dort hauptsächlich Schutzfunktionen einnehmen. Grundlegende Rolle im Stoffwechsel der Pflanzen spielen sie keine – diese Aufgabe übernehmen „primäre“ Pflanzenstoffe wie Kohlenhydrate, Proteine und Fette. Während man die primären Stoffe auf einer Hand abzählen kann, warten die sekundären Pflanzenstoffe mit einer unfassbaren Vielfalt auf.

Insgesamt sind bisher etwa 100.000 verschiedene bekannt. Von diesen kommen rund 5.000 bis 10.000 in der menschlichen Nahrung vor. Die verschiedenen sekundären Pflanzenstoffe lassen sich aufgrund ihrer chemischen Struktur und funktionellen Eigenschaften in verschiedene Gruppen einteilen. Zu diesen Gruppen gehören Polyphenole, Flavonoide, Alkaloide, Glucosinolate, Polyamine und viele weitere. Je nach chemischer Struktur unterscheiden sich die Effekte der besonderen Moleküle im menschlichen Körper.

Chlorophyll und Phytinsäure gehören ebenfalls zu den sekundären Pflanzenstoffen, lassen sich jedoch keiner definitiven Gruppe zuordnen.

In den letzten Jahrzehnten ist das Wissen über die Bedeutung sekundärer Pflanzenstoffe für die menschliche Gesundheit sprunghaft angestiegen. Nach vielen kleineren Studien wurden große prospektive Beobachtungsstudien (Kohortenstudien) und Interventionsstudien mit isolierten sekundären Pflanzenstoffen durchgeführt. Vor einigen Jahren war noch unklar, ob die Effekte auf dem Zusammenspiel verschiedener Moleküle beruhen, oder ob einzelne Stoffe dafür verantwortlich sind. Insbesondere hier hat die Forschung Licht ins Dunkel gebracht. Fest steht, dass eine Ernährung reich an sekundären Pflanzenstoffen viele Gesundheitsindikatoren verbessert.

Bevor wir uns die Effekte im Körper anschauen, werfen wir einen Blick auf die Funktionen in der Pflanzenwelt. Die Hauptaufgabe der sekundären Pflanzenstoffe besteht darin, Pflanzen vor schädlichen Einflüssen zu schützen. Sie dienen als natürliche Abwehrmechanismen gegen pflanzenfressende Insekten, Pilze, Bakterien und andere Krankheitserreger.

Sie können auch dazu beitragen, die Flora vor UV-Strahlung, Hitze, Kälte und anderen Umweltstressfaktoren zu schützen.

Auf Basis dieser bemerkenswerten Eigenschaften haben sich Forscher die Frage gestellt, ob sich manche Effekte auch auf den Menschen übertragen lassen, zumal viele der Pflanzen auf unserem Speiseplan stehen. Tausende Studien später kennen wir die erfreuliche Antwort darauf.

Viele sekundäre Pflanzenstoffe haben nachweislich antioxidative Eigenschaften, was bedeutet, dass sie freie Radikale bekämpfen und oxidative Schäden im Körper reduzieren können.

Freie Radikale sind instabile Moleküle, die in unserem Körper durch verschiedene Faktoren wie Umweltverschmutzung, Stress, Rauchen und ungesunde Ernährung entstehen. Ein gewisses Mindestmaß an „oxidativem Stress“ ist tatsächlich überlebenswichtig (unter anderem für unser Immunsystem). Ein Überschuss an freien Radikalen verursacht jedoch Zellschäden und wird deshalb mit chronischen Problemen wie Herzerkrankungen und neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht.

Darüber hinaus können bestimmte sekundäre Pflanzenstoffe Entzündungen eindämmen und das Immunsystem stärken. Sie verbessern zudem die Durchblutung verbessern und unterstützen die Knochengesundheit.

Per Definition bezieht sich die Bioverfügbarkeit bezieht auf das Ausmaß und die Geschwindigkeit, mit der ein Wirkstoff vom Körper aufgenommen wird und an den Ort seiner Wirkung gelangt. Dieser Anteil ist bei pflanzlichen Lebensmitteln und so auch bei sekundären Pflanzenstoffen oftmals gering. Verschiedene Faktoren können die Aufnahme allerdings verbessern.

Bei Polyphenolen zum Beispiel scheint die Bioverfügbarkeit durch physiologische Mengen, Hitzeeinwirkung und Partikelverkleinerung (z. B. Mahlen) bei der Verarbeitung verbessert zu werden. Außerdem kann die An- oder Abwesenheit bestimmter Nährstoffe die Bioverfügbarkeit von Polyphenolen beeinflussen. So kann ein höherer Fettanteil und die Anwesenheit weiterer Polyphenole die Bioverfügbarkeit von Polyphenolen erhöhen, während die Anwesenheit von Proteinen und Antioxidantien (Vitamin C und E) den gastrointestinalen Abbau zu verringern scheint. Was Vitamine betrifft sind die Forschungsergebnisse allerdings gemischt.

Diese grundlegenden Erkenntnisse waren auch die Basis für die Entwicklung von Nahrungsergänzungsmitteln. Die Extraktion bzw. Isolierung der Stoffe aus den Pflanzen ermöglicht nicht nur eine höhere Konzentration, sondern auch eine größere Reinheit. Werden die Reinstoffe dann auch noch mit Phospholipiden gepaart, ergibt sich eine deutlich gesteigerte Verfügbarkeit für unseren Körper.

Hier erfährst du mehr zu Phospholipiden.

Sekundäre Pflanzenstoffe, einschließlich die bekannten Flavonoide, haben zahlreiche gesundheitliche Vorteile – es gibt aber einiges bei der Dosierung zu beachten. Eine Überdosierung kann verschiedene Konsequenzen mit sich bringen.

1. Veränderung der Hormonaktivität: Manche sekundäre Pflanzenstoffe, wie Isoflavone, können die Aktivität von Hormonen im Körper beeinflussen. Isoflavone aus Soja und Rotklee ähneln in ihrer Struktur Estrogenen und können deshalb im Organismus mit den entsprechenden Rezeptoren interagieren. Bei sehr hoher Aufnahme können sie das hormonelle Gleichgewicht durcheinanderbringen.
2. Wechselwirkungen mit Medikamenten: Sekundäre Pflanzenstoffe können über das CYP450-System der Leber mit bestimmten Medikamenten interagieren und deren Wirksamkeit verändern. Zum Beispiel können Flavonoide die Blutgerinnung beeinflussen und das Blutungsrisiko bei Personen erhöhen, die blutverdünnende Medikamente einnehmen.
3. Toxizität: Obwohl sehr selten, können manche sekundäre Pflanzenstoffe in hohen Dosen toxisch sein. Beispielsweise können hohe Dosen von Capsaicin, dem sekundären Pflanzenstoff, der Chili-Schoten ihre Schärfe verleiht, zu Magen-Darm-Beschwerden führen.
4. Allergische Reaktionen: Bei manchen Menschen können sekundäre Pflanzenstoffe allergische Reaktionen auslösen, insbesondere wenn sie in hohen Mengen konsumiert werden.

Es ist grundsätzlich so, dass die Menge an sekundären Pflanzenstoffen, die in einer normalen Ernährung konsumiert wird, in der Regel sicher ist. Probleme entstehen meist durch den unsachgemäßen oder exzessiven Gebrauch von Nahrungsergänzungsmitteln. Beachte deshalb die Dosierungsempfehlungen auf der Verpackung und sprich vorher mit dem Arzt oder der Ärztin deines Vertrauens, wenn du Medikamente einnimmst.

In Pflanzen dienen Polyphenole als Abwehrstoffe gegen Krankheitserreger und Schädlinge und tragen zur Farbgebung von Blättern, Blüten und Früchten bei. Zudem greifen sie in Regulation des Pflanzenwachstums ein.

Für uns Menschen versprechen Polyphenole wie Resveratrol vor allem direkte und indirekte antioxidative Effekte. Im Kontext des Älterwerdens spielt Inflammaging (Entzündungsaltern) eine große Rolle. Polyphenole könnten in diesem Zusammenhang laut Studien effektiv in der Vorbeugung sein.

Folgende Lebensmittel sind reich an Polyphenolen:

1. Gewürze und Kräuter: Gewürze wie Nelken, Sternanis und Pfefferminze sowie getrocknete Kräuter sind besonders reich an Polyphenolen.
2. Dunkle Schokolade und Kakao: Dunkle Schokolade und reines Kakaopulver sind ausgezeichnete Quellen für Polyphenole.
3. Beeren: Heidelbeeren, Brombeeren und andere Beerensorten enthalten hohe Mengen an Polyphenolen.
4. Obst und Gemüse: Äpfel, Birnen, Trauben, Zwiebeln, Rüben und Grünkohl sind einige der Obst- und Gemüsesorten, die reich an Polyphenolen sind.
5. Nüsse: Nüsse, insbesondere Walnüsse und Haselnüsse, sind gute Quellen für Polyphenole.
6. Vollkornprodukte: Vollkorngetreide und -brot können auch erhebliche Mengen an Polyphenolen liefern.
7. Hülsenfrüchte: Hülsenfrüchte wie Bohnen und Linsen sind ebenfalls reich an diesen nützlichen Verbindungen.
8. Tee, Kaffee und Rotwein: Diese Getränke sind bekannt für ihren hohen Gehalt an Polyphenolen. Grüner Tee ist besonders reichhaltig an Catechinen.
9. Olivenöl: Extra natives Olivenöl ist eine hervorragende Quelle für Polyphenole.

Polyphenole wie Resveratrol und EGCG sind wichtige Nährstoffe, die für unsere Gesundheit von großer Bedeutung sind. Entscheidest du dich für Nahrungsergänzungsmittel, dann ist es unerlässlich auf eine hohe Qualität zu achten.

Besonders Resveratrol wird häufig mit fragwürdigen Trocknungstechniken aus japanischem Staudenknöterich extrahiert. Dabei entstehen schädliche PAKs in großen Mengen, die auch im fertigen Kapsel- oder Pulverprodukt verbleiben. Alternative Herstellungsmethoden aus innovativer Hefefermentation umgehen dieses Problem komplett und sorgen für stabiles Resveratrol mit gleichbleibend hoher Reinheit.

Flavonoide gehören zur Gruppe der Polyphenole, weil sie durch eine gemeinsame chemische Struktur charakterisiert sind. Es gibt mehrere Untergruppen von Flavonoiden, darunter Anthocyane, Flavone, Flavanone, Flavan-3-ole, Isoflavone und Flavonole.

Aufgrund ihrer hellgelben Farbe dienen sie als Pigmente, die Blumen und Früchten ihre leuchtenden Farben verleihen, und spielen dadurch auch eine Rolle bei der Anziehung von Bestäubern. Darüber hinauswirken sie als Antioxidantien und schützen die Pflanzenzellen vor Schäden durch freie Radikale. Einige Flavonoide haben auch antimikrobielle Eigenschaften und schützen die Pflanze so vor Krankheitserregern.

1. Beeren: Blaubeeren, schwarze Johannisbeeren und Brombeeren sind reich an einer Art von Flavonoiden namens Anthocyane.
2. Zwiebeln und Kohl: Diese Gemüsesorten sind gute Quellen für Flavanole, eine Subklasse von Flavonoiden.
3. Weintrauben und Rotwein: Beide enthalten hohe Mengen an Flavonoiden, insbesondere wenn die Traubenschale beteiligt ist.
4. Tee: Sowohl grüner als auch schwarzer Tee sind reich an mehreren Arten von Flavonoiden.
5. Äpfel und Birnen: Diese Früchte sind gute Quellen für verschiedene Arten von Flavonoiden.
6. Sojaprodukte: Soja enthält Isoflavone, eine spezielle Art von Flavonoiden.
7. Pfirsiche, Tomaten und Kopfsalat
8. Zitrusfrüchte: Grapefruits, Zitronen und Orangen sind reich an Flavonoiden.
9. Viele Kräuter und Gewürze: Dazu zählen beispielsweise Petersilie, Thymian und Sellerie.

Menge und Art der Flavonoide in Lebensmitteln können variieren, abhängig von Faktoren wie Reifegrad, Lagerung und Zubereitung. Auch hier gilt es auf hohe Reinheit und unabhängige Herstellerzertifikate zu achten, wenn du nach entsprechenden Nahrungsergänzungsmitteln suchst.

Alkaloide sind eine Gruppe von natürlich vorkommenden chemischen Verbindungen, die meist Stickstoffatome enthalten. Zu dieser Art sekundärer Pflanzenstoffe gehören einige der bekanntesten Drogen und Gifte, aber auch Medikamente.

In Pflanzen dienen Alkaloide oft als natürliche Abwehrstoffe gegen Insekten, Schädlinge und Pflanzenfresser, da sie bitter schmecken und toxisch sein können. Einige Alkaloide haben zudem antimikrobielle Eigenschaften und können die Pflanze vor Bakterien oder Viren schützen.

Zu den bekanntesten Alkaloiden gehören:

• Morphin: Es ist das Haupt-Alkaloid des Schlafmohns und wird als starkes Schmerzmittel verwendet.
• Coffein: Dieses Alkaloid, das in Kaffee, Tee und einigen anderen Pflanzen vorkommt, ist ein Stimulans des zentralen Nervensystems.
• Nicotin: Es ist das Additiv in Tabak und e-Zigaretten und hat starke stimulierende und entspannende Wirkungen – allerdings auch ein enorm hohes Suchtpotential.
• Quinin: Dieses Alkaloid, das aus der Rinde des Chinarindenbaums gewonnen wird, wurde traditionell zur Behandlung von Malaria verwendet.

Berberin, das Hauptalkaloid in Berbersome, wird seit langem in der traditionellen chinesischen Medizin zur Behandlung von Verdauungsproblemen und Infektionen eingesetzt. Außerdem spielt es eine Rolle im Zuckerstoffwechsel und ist so ein Hoffnungsträger für die Diabetes-Forschung.

Glucosinolate sind eine Gruppe von sekundären Pflanzenstoffen, die hauptsächlich in Kreuzblütler-Gemüsesorten vorkommen. Sie sind bekannt für ihre potenziellen zellstärkenden Eigenschaften.

Die chemische Struktur von Glucosinolaten besteht aus einem Zucker (Glucose) und einem Schwefel- und Stickstoff-haltigen Teil. Wenn Pflanzenzellen beschädigt werden – zum Beispiel durch Kauen, Schneiden oder Kochen – werden Enzyme freigesetzt, die Glucosinolate in verschiedene Abbauprodukte spalten, darunter Isothiocyanate und Indole, die für den charakteristischen scharfen Geschmack und Geruch von Kreuzblütlergemüse verantwortlich sind.

Vorkommen in verschiedenen Kreuzblütler-Gemüsesorten

Glucosinolate kommen in vielen Arten von Kreuzblütler-Gemüse vor, darunter:

• Brokkoli
• Blumenkohl
• Kohl
• Rosenkohl
• Radieschen
• Rucola
• Gartenkresse
• Senf
• Meerrettich

Jede dieser Gemüsesorten enthält eine einzigartige Mischung von Glucosinolaten, was zu Unterschieden im Geschmack und in den potenziellen gesundheitlichen Vorteilen führt. Vor allem Brokkoli ist beispielsweise reich an Glucoraphanin.

Wusstest Du? Wie viel Gramm sekundäre Pflanzenstoffe isst du am Tag? Das ist gar nicht so leicht zu berechnen, da viele Faktoren den Gehalt beeinflussen. Brokkoli ist reich an Glucosinolaten, insbesondere dem Glucoraphanin. 100 Gramm Brokkoli können zwischen 10 und 100mg Glucoraphanin enthalten. Diese Schwankung ist unter anderem durch die verschiedenen Anbauweisen bedingt, aber auch zu langes Kochen kann zum Auswaschen der Nährstoffe führen. Glucoraphanin wird im besten Fall zu etwa 10% in unserem Darm in Sulforaphan umgewandelt werden. Erst dieses Molekül ist für die antiinflammatorischen und antioxidativen Effekte verantwortlich. Zwischen 2 und 20 Kilogramm pro Tag müsstest du von dem grünen Gemüse verspeisen, um nennenswerte Mengen an Sulforaphan aufzunehmen.

Speziell im Hinblick auf diese enormen Mengen an Gemüse, die wir essen müssten, stellen höher konzentrierte Supplements wie Sulforapro eine Alternative dar.

Polyamine sind eine Gruppe von organischen Verbindungen, die von fast allen lebenden Organismen produziert werden und in vielen verschiedenen biologischen Prozessen eine wichtige Rolle spielen. Sie sind charakterisiert durch zwei oder mehr Aminogruppen. Die häufigsten Polyamine sind Putrescin, Spermidin und Spermin.

Polyamine sind reichlich vorhanden in Lebensmitteln wie Fleisch, Fisch, bestimmten Käsesorten, Sojabohnen und einigen fermentierten Lebensmitteln.

In Pflanzen tragen Polyamine zur Regulierung des Wachstums und der Entwicklung bei und helfen, Stressreaktionen zu bewältigen. Sie sind auch an der Regulation der Genexpression beteiligt.

Für den Menschen spielen Polyamine eine wichtige Rolle in zahlreichen biologischen Prozessen, einschließlich Zellwachstum, Zelldifferenzierung und Apoptose (programmierter Zelltod). Sie sind essenziell für die normale Funktion von Zellen und Geweben.

Studien haben gezeigt, dass Polyamine beispielsweise dazu beitragen können, das Immunsystem zu stärken, die Verdauung zu verbessern und den Alterungsprozess zu verlangsamen. Auch hier gilt, entsprechende Dosierungsempfehlungen einzuhalten, um eventuelle unerwünschte Wirkungen zu vermeiden.

Zu den Lebensmitteln, die besonders reich an Polyaminen sind, gehören:

• Fleisch und Fisch
• Bestimmte Käsesorten, wie Cheddar und Gouda
• Sojabohnen & Chlorella Algen (siehe Spermidin)
• Fermentierte Lebensmittel wie Sauerkraut und Kimchi
• Hefe und Hefeextrakte